材料力學(xué)總復(fù)習(xí)-2015wwz

材料力學(xué)(56學(xué)時(shí))課程總復(fù)習(xí)王文貞2015.6.4第一部分基本變形部分第三部分

專題部分總復(fù)習(xí)壓桿穩(wěn)定能量方法動(dòng)載荷與交變應(yīng)力第二部分組合變形部分材料力學(xué)的任務(wù)是解決構(gòu)件安全與經(jīng)濟(jì)間的矛盾。1、強(qiáng)度2、剛度3、穩(wěn)定性保證構(gòu)件正常工作第一章緒論1.連續(xù)性假設(shè)2.均勻性假設(shè)3.各向同性假設(shè)4.小變形假設(shè)材料力學(xué)中可變形固體的四個(gè)基本假設(shè)材料力學(xué)所研究的四個(gè)基本變形1.軸向拉伸或壓縮2.剪切3.扭轉(zhuǎn)4.彎曲第一章緒論拉（壓）扭轉(zhuǎn)平面彎曲內(nèi)力應(yīng)力變形FNFN>0x—桿軸AT>0x—桿軸ATAMFSM>0FS>0x—平行于桿軸xsLOtrstxyABqwfxq=f′w=f總復(fù)習(xí)拉（壓）扭轉(zhuǎn)平面彎曲強(qiáng)度條件剛度條件變形能總復(fù)習(xí)一、基本概念及基本量軸力：FN——截面法(或快速算法)、軸力圖應(yīng)力：變形：應(yīng)變：（軸向應(yīng)變）（橫向應(yīng)變）二、材料的力學(xué)性能（材料的機(jī)械性質(zhì)）低碳鋼拉伸與壓縮試驗(yàn)：4個(gè)階段；鑄鐵拉伸與壓縮試驗(yàn)：5個(gè)指標(biāo)：幾種現(xiàn)象；三、拉壓強(qiáng)度條件及其應(yīng)用的確定：試驗(yàn)第二章拉伸和壓縮強(qiáng)度計(jì)算的三類問(wèn)題：強(qiáng)度校核：截面設(shè)計(jì)：許用載荷計(jì)算：四、桿件的變形與超靜定問(wèn)題求解超靜定問(wèn)題的求解步驟：建立靜力平衡方程建立變形協(xié)調(diào)方程建立物理方程（胡克定律）——得到補(bǔ)充方程將平衡方程與補(bǔ)充方程聯(lián)立求解第二章拉伸和壓縮第二章拉伸和壓縮五、剪切與擠壓的實(shí)用計(jì)算(安排在組合變形內(nèi)容中)特別要注意計(jì)算擠壓面面積的計(jì)算方法(什么時(shí)候等于實(shí)際擠壓面面積,什么不等?)第三章扭轉(zhuǎn)1、傳動(dòng)軸的外力偶矩計(jì)算2、扭矩與扭矩圖3、薄壁圓筒的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力4、圓軸扭轉(zhuǎn)橫截面上的應(yīng)力5極慣性矩與抗扭截面系數(shù)a.實(shí)心圓截面b.空心圓截面c.薄壁圓截面脆性材料扭轉(zhuǎn)破壞:沿450螺旋曲面被拉斷塑性材料扭轉(zhuǎn)破壞:沿橫截面被剪斷圓軸扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度條件為:6圓軸扭轉(zhuǎn)破壞與強(qiáng)度條件a圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形:b圓軸扭轉(zhuǎn)的剛度條件:7圓軸扭轉(zhuǎn)變形與剛度條件第三章扭轉(zhuǎn)一定要注意轉(zhuǎn)角單位的一至(弧度與角度的轉(zhuǎn)換)

若梁上的外載荷都作用在縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)，則梁彎曲變形后的軸線為縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)的平面曲線?！@種彎曲稱為平面彎曲或?qū)ΨQ彎曲。1、平面彎曲的概念2、剪力與彎矩a.剪力的正負(fù)b.彎矩的正負(fù)

使梁微段發(fā)生上凹下凸變形的彎矩M為正，反之為負(fù)。

使梁微段發(fā)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的剪力Fs為正，反之為負(fù)。（＋）（－）（＋）（－）第四章彎曲應(yīng)力常見(jiàn)荷載下FS，M圖的一些特征第四章彎曲應(yīng)力集中力作用處集中力偶作用處

若某截面的剪力FS(x)=0，根據(jù)，該截面的彎矩為極值。

第四章彎曲應(yīng)力3、分布荷載集度、剪力和彎矩之間的積分關(guān)系若在a和b兩個(gè)橫截面之間無(wú)集中力，則abq(x)第四章彎曲應(yīng)力若橫截面A,B

間無(wú)集中力偶作用則得abq(x)第四章彎曲應(yīng)力4、純彎曲梁的橫截面上既有彎矩又有剪力的彎曲稱為橫力彎曲梁的橫截面上只有彎矩沒(méi)有剪力的彎曲稱為純彎曲5、純彎曲時(shí)梁的橫截面上的正應(yīng)力a三種現(xiàn)象（1）變形后，橫截面仍保持為平面。但橫截面間發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）同一層（高度）的纖維變形相同，即曲率相同。（3）矩形橫截面變?yōu)樯蠈捪抡慕频固菪?。b兩個(gè)假設(shè)（1）平面假設(shè)（2）縱向纖維互不擠壓假設(shè)，即單向拉壓。第四章彎曲應(yīng)力c兩個(gè)概念（1）中性層：梁中纖維即不伸長(zhǎng)也不縮短的那層。（2）中性軸：中性層與橫截面的交線。d三個(gè)方面由變形幾何關(guān)系得到由物理關(guān)系得到由靜力學(xué)關(guān)系得到6、純彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件在彎矩最大的截面上離中性軸最遠(yuǎn)處發(fā)生最大正應(yīng)力第四章彎曲應(yīng)力7、慣性矩與極慣性矩慣性矩：圖形面積對(duì)某軸的二次矩極慣性矩:平面圖形對(duì)某點(diǎn)的二次矩：極慣性矩與慣性矩間的關(guān)系則b圓形截面的形心主慣性矩a矩形截面的形心主慣性矩第四章彎曲應(yīng)力同理，對(duì)于空心圓截面：8、對(duì)稱彎曲切應(yīng)力梁彎曲時(shí)橫截面任一點(diǎn)切應(yīng)力計(jì)算公式矩形截面梁:工字形截面梁:圓形截面梁:9、彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件梁強(qiáng)度計(jì)算的三類問(wèn)題：（a）強(qiáng)度校核；（c）梁的許用載荷計(jì)算；（b）梁的截面設(shè)計(jì)；第四章彎曲應(yīng)力10、彎曲切應(yīng)力強(qiáng)度條件短粗梁，或集中力作用與支座附近時(shí)；木材順紋方向的剪切強(qiáng)度低，須校核剪應(yīng)力；薄壁截面梁（如：工字形截面梁）；梁由幾部分經(jīng)焊接、膠合等而成，其焊縫、膠合面處剪切強(qiáng)度；對(duì)于下列情況需用梁的剪切強(qiáng)度校核計(jì)算：主要以此作為設(shè)計(jì)梁的依據(jù)11、梁的合理強(qiáng)度設(shè)計(jì)從以下兩方面來(lái)考慮：（1）采用合理的截面形狀，以提高W的值，充分利用材料性能。（2）合理安排梁的受力情況，以降低Mmax的值；第四章彎曲應(yīng)力1、撓曲線：梁在平面彎曲時(shí)，其軸線在載荷作用平面（縱向?qū)ΨQ面）內(nèi)，變成了一條曲線，該曲線稱為撓曲線。第五章彎曲變形撓度：梁上任一橫截面形心在垂直于軸線方向的位移，用w表示。轉(zhuǎn)角：橫截面繞中性軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度，用

表示。2、撓度和轉(zhuǎn)角撓曲軸上任一點(diǎn)處切線的斜率等于該點(diǎn)橫截面的轉(zhuǎn)角。也稱為轉(zhuǎn)角方程。3、撓曲軸近似微分方程平面彎曲時(shí)中性層的曲率由曲率的概念撓曲線yABx轉(zhuǎn)角w撓度（C'C第五章彎曲變形——梁撓曲線近似微分方程4、計(jì)算梁位移的積分法兩邊對(duì)變量x積分一次，得——轉(zhuǎn)角方程兩邊對(duì)變量x再積分一次，有——撓度方程式中：C、D為積分常數(shù)，由邊界條件或變形連續(xù)性條件確定。對(duì)等截面梁，EIz=常數(shù)，則第五章彎曲變形6、簡(jiǎn)單靜不定梁解除靜不定梁的多余約束，用多余約束力代替；變靜不定梁為形式上的靜定梁。FBFAHAABFB用疊加原理或者能量方法計(jì)算多余約束對(duì)應(yīng)的位移，然后令計(jì)算位移等于實(shí)際位移。5、用疊加法求彎曲變形疊加法：

當(dāng)梁上同時(shí)作用幾種載荷時(shí)，可分別求出每一種載荷單獨(dú)作用下的變形，然后將各個(gè)載荷單獨(dú)引起的變形疊加，得這些載荷共同作用時(shí)的變形。7、梁的剛度條件與合理剛度設(shè)計(jì)為保證梁的正常工作，需要對(duì)其最大轉(zhuǎn)角和最大撓度加以限制即要求滿足剛度條件：提高彎曲剛度的措施：1、增大梁截面的抗彎剛度EIz2、盡量減小梁的長(zhǎng)度或跨度3、改變加載方式4、增加支承第五章彎曲變形1、任意斜截面上應(yīng)力計(jì)算公式第七章應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論3、平面應(yīng)力狀態(tài)的極值應(yīng)力2、應(yīng)力圓

點(diǎn)面對(duì)應(yīng)——圓上一點(diǎn)對(duì)應(yīng)著微元某一方向上的正應(yīng)力和切應(yīng)力；

轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)——半徑旋轉(zhuǎn)方向與方向面法線旋轉(zhuǎn)方向一致；

二倍角對(duì)應(yīng)——半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度是方向面旋轉(zhuǎn)角度的兩倍。Rc應(yīng)力圓（Mohr圓）主平面：

=0即：與應(yīng)力圓上和橫軸交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的面4、主平面、主應(yīng)力與主方向主應(yīng)力：主應(yīng)力排序：s1s2

s3即最大和最小切應(yīng)力所在平面與主平面的夾角為5、面內(nèi)最大切應(yīng)力

對(duì)應(yīng)應(yīng)力圓上的最高點(diǎn)的面上切應(yīng)力最大，稱為“面內(nèi)最大切應(yīng)力”。第七章應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論主方向：7、廣義胡克定律(一定要學(xué)會(huì)計(jì)算應(yīng)變片上的應(yīng)變大小)6、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的最大應(yīng)力三向應(yīng)力狀態(tài)中（方向與及成45°角）第七章應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論29相當(dāng)應(yīng)力表達(dá)式強(qiáng)度理論名稱及類型

第一類強(qiáng)度理論(脆性斷裂的理論)

第二類強(qiáng)度理論(塑性屈服的理論)

第一強(qiáng)度理論──最大拉應(yīng)力理論

第二強(qiáng)度理論──最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變理論

第三強(qiáng)度理論──最大切應(yīng)力理論

第四強(qiáng)度理論──形狀改變能密度理論表7-1四個(gè)強(qiáng)度理論的相當(dāng)應(yīng)力表達(dá)式2、彎拉（壓）組合（偏心拉壓）最大拉應(yīng)力為：最大壓應(yīng)力為：第八章組合變形1、雙向彎曲產(chǎn)生的條件及最大應(yīng)力的計(jì)算3、彎扭組合由第三強(qiáng)度理論：由第四強(qiáng)度理論：第九章壓桿穩(wěn)定1、失穩(wěn)軸向受壓桿件，其原有（直線）平衡形式由穩(wěn)定變?yōu)椴环€(wěn)定的現(xiàn)象。2、臨界壓力Fcr（應(yīng)力σcr）使受壓桿件維持微小彎曲平衡的最小軸向壓力（應(yīng)力）3、柔度λ（長(zhǎng)細(xì)比）4、相當(dāng)長(zhǎng)度系數(shù)：與壓桿兩端的約束性質(zhì)有關(guān)。兩端鉸支：一端固定另一端自由：兩端固定：一端固定另一端鉸支：大柔度